用于流体岩石相互作用试验的方法与流程

本发明涉及用于用于流体岩石相互作用试验的方法。

背景技术：

流体-岩相互作用地球化学模拟是基于化学热力学原理基础上，研究不同温压条件下系统中矿物、气体、有机质和水溶液间可能发生的化学反应，人们通过高压釜做了大量的工作以探讨控制长石溶蚀的因素，包括有机酸及其离子的类型、pH值以及温度、压力条件等。但是，传统方式研究的实验装置和实验方法存在以下不足：1、后期样品变化难以区分是实验造成的还是原来样品保留的痕迹；2、块状样品研究中容易受反应容器污染的影响，同时难以区分样品正反面，造成实验测试结果难以解释；3、弱酸弱碱条件与实际地层条件下往往不尽相符。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种实验准确率高、能有效避免测试结果被污染、并且能广泛适用于模拟地质实际条件下实验的用于流体岩石相互作用试验的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：提供一种用于流体岩石相互作用试验的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S10：对反应容器和内衬构件进行清洗，并用蒸馏水浸泡所述反应容器和所述内衬构件后，晾干备用；

步骤S20：对样品进行切片，对切片后片状样品进行双面剖光、烘干和称重处理，并对处理后的片状样品进行首次电子和背散射扫描电镜观察以及X-荧光光谱分析；

步骤S30：将步骤S20中处理后的片状样品固定在所述内衬构件上，将固定有片状样品的内衬构件和配置好的反应溶液放入所述反应容器内，并将所述反应容器密封；

步骤S40：对所述反应容器进行加热，并控制所述反应容器在预设温度下反应预设时间，反应结束后将片状样品所述片状样品卸下、取出、清洗、烘干，并承重；

步骤S50：对反应后的片状样品进行再次电子和背散射扫描电镜观察以及X-荧光光谱分析，刻画片状样品的次生变化、新生矿物形貌特征以及片状样品内元素迁移特征；

步骤S60：使用紫外分光光度计对反应后的溶液进行化学成分分析，确定反应溶液中的离子类型以及浓度，判断反应溶液中成分来源，确定片状样品反应前后成分变化特征；

步骤S70：对反应后的溶液进行phreeqc数值模拟计算，计算溶液中矿物的饱和指数，确定所述片状样品溶蚀、溶解作用和新生矿物的类型，指导反应机理和扫描电镜观察。

本发明由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为：本发明提供的用于流体岩石相互作用试验的方法通过对片状样品的双面抛光处理、phreeqc数值模拟计算和背散射扫描电镜观察及能谱分析，较完善的开展了流体岩石相互作 用实验和测试结果的分析，实验准确率高、能有效避免测试结果被污染、并且能广泛适用于模拟地质实际条件下实验，具有很高的实用性。

较优地，在上述技术方案中，步骤S10中，所述反应容器和所述内衬构件浸泡的时间为4至6小时。

采用上述进一步方案的有益效果是：用蒸馏水浸泡反应容器和内衬构件4-6小时，为了是更进一步的对容器和内衬构件进行清洗，避免杂质对实现结果的影响。

较优地，在上述技术方案中，步骤S20中，切割后的片状样品的截面为方形，并在80度温度下烘干6小时。

采用上述进一步方案的有益效果是：方形的片状样品能够更好的对实验结果进行观察，提高了实验结果的精确度，80度温度下烘干6小时，为的是彻底将片状样品内的水分烘干，确保实验结果的精确度。

较优地，在上述技术方案中，步骤S20中，将片状样品分为多组，每组2片。

采用上述进一步方案的有益效果是：将片状样品分为多组，并且每组内2片，为的是针对相同的样品进行不同的实验，确保实验结果的精确度。

较优地，在上述技术方案中，步骤S40中，所述预设时间为3天。

采用上述进一步方案的有益效果是：预设反应3天为的是反应的充分进行，确保最终实验结果的准确性。

较优地，在上述技术方案中，步骤S40中，反应后片状样品需在80度温度下烘干8小时。

采用上述进一步方案的有益效果是：反应后的片状样品在80度温度下烘干8小时，为的是彻底烘干样品内的水分，确保实验结果的精确度。

较优地，在上述技术方案中，步骤S40中，所述预设温度需根据地温梯度计算所述样品所处的初始温度，根据埋藏史分析埋藏后经历的温度差，确定以30°、50°或100°的温度间隔，再以所述初始温度为中心，向上和向下推2-3个所述温度间隔最终确定。

采用上述进一步方案的有益效果是：针对不同的温度进行实验，为的是确定不同温度下样品反应的程度。

较优地，在上述技术方案中，所述内衬构件包括底衬、支架以及样品台，所述支架的底部固定在所述底衬上，所述样品台安装在所述支架的顶部，所述样品台上设置有若干个样品固定槽，每个所述样品固定槽对应一个用于固定片状样品的样品固定夹。

采用上述进一步方案的有益效果是：样品固定夹以及样品固定槽的设置方便了对片状样品的固定。

较优地，在上述技术方案中，所述内衬构件的底衬和样品台由聚四氟乙烯一体注塑而成。

采用上述进一步方案的有益效果是：由聚四氟乙烯材料一体注塑而成的底衬和样品台，充分考虑了反应过程中热对流现象，同时很好的避免了测试过程中测试结果遭受污染情况的发生，进一步，底衬和样品台由耐强酸耐强碱聚四氟乙烯构成，广泛适用于各种模拟地质实际条件下实验，提高了内衬构件的适用范围。

较优地，在上述技术方案中，所述样品固定槽的底部设置有承托部，所述样品固定槽的宽度大于等于所述片状样品的宽度，所述承托部的宽度小于所述片状样品的宽度。。

采用上述进一步方案的有益效果是：承托部的宽度小于片状样品的宽度，承托部对片状样品的承托，样品固定槽的宽度大于等于片状样品的宽度，配合样品固定夹进一步确保了实验过程中样品的稳定性，提高了实验结果的准确度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明提供的用于流体岩石相互作用试验的方法的流程图；

图2是本发明提供的内衬构件的示意图；

图3是图2中内衬构件AA面的截面图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的用于流体岩石相互作用试验的方法，包括以下步骤：

步骤S10：对反应容器和内衬构件进行清洗，并用蒸馏水浸泡反应容器和内衬构件后，晾干备用；

步骤S20：对样品进行切片，对切片后片状样品进行双面剖光、烘干和称重处理，并对处理后的片状样品进行首次电子和背散射扫描电镜观察以及X-荧光 光谱分析；

步骤S30：将步骤S20中处理后的片状样品固定在内衬构件上，将配置好的反应溶液放入反应容器内，并将反应容器密封；

步骤S40：对反应容器进行加热，并控制反应容器在预设温度下反应预设时间，反应结束后将样品取出、清洗、烘干，并承重；

步骤S50：对反应后的片状样品进行再次电子和背散射扫描电镜观察以及X-荧光光谱分析，刻画片状样品的次生变化、新生矿物形貌特征以及片状样品内元素迁移特征；

步骤S60：使用紫外分光光度计对反应后的溶液进行化学成分分析，确定反应溶液中的离子类型以及浓度，判断反应溶液中成分来源，确定片状样品反应前后成分变化特征；

步骤S70：对反应后的溶液进行phreeqc数值模拟计算，计算溶液中矿物的饱和指数，确定片状样品溶蚀、溶解作用和新生矿物的类型，指导反应机理和扫描电镜观察。

作为一种可实施方式，步骤S10中，反应容器和内衬构件浸泡的时间为4至6小时。用蒸馏水浸泡反应容器和内衬构件4-6小时，为了是更进一步的对容器和内衬构件进行清洗，避免杂质对实现结果的影响。

作为一种可实施方式，步骤S20中，切割后的片状样品的截面为方形，并在80度温度下烘干6小时。方形的片状样品能够更好的对实验结果进行观察，提高了实验结果的精确度，80度温度下烘干6小时，为的是彻底将片状样品内的水分烘干，确保实验结果的精确度。

作为一种可实施方式，步骤S20中，将片状样品分为多组，每组2片。准备多组片状样品，并且每组内2片，为的是针对相同的样品进行不同的实验，确保实验结果的精确度。

作为一种可实施方式，步骤S40中，预设时间为3天。预设反应3天为的是反应的充分进行，确保最终实验结果的准确性。

作为一种可实施方式，步骤S40中，反应后片状样品需在80度温度下烘干8小时。反应后的片状样品在80度温度下烘干8小时，为的是彻底烘干样品内的水分，确保实验结果的精确度。

作为一种可实施方式，步骤S40中，预设温度需根据地温梯度计算样品所处的初始温度，根据埋藏史分析埋藏后经历的温度差，确定以30°、50°或100°的温度间隔，再以初始温度为中心，向上和向下推2-3个温度间隔最终确定。针对不同的温度进行实验，为的是确定不同温度下样品反应的程度。

作为一种可实施方式，如图2和图3所示，内衬构件100，包括底衬120、支架130以及样品台110，支架130的底部固定在底衬120上，样品台110安装在支架130的顶部，样品台110上设置有若干个样品固定槽112，每个样品固定槽112对应一个用于固定片状样品的样品固定夹116。

作为一种可实施方式，底衬120和样品台110均由聚四氟乙烯一体注塑而成。由聚四氟乙烯材料一体注塑而成的底衬120和样品台110，充分考虑了反应过程中热对流现象，同时很好的避免了测试过程中测试结果遭受污染情况的发生，进一步，底衬120和样品台110由耐强酸耐强碱聚四氟乙烯构成，广泛适用于各种模拟地质实际条件下实验，提高了内衬构件100的适用范围。

作为一种可实施方式，样品固定槽112的底部设置有承托部114，样品固定槽112的宽度大于等于片状样品的宽度，承托部114的宽度小于片状样品的宽度。承托部114的宽度小于片状样品的宽度，方便了承托部114对片状样品的承托，样品固定槽112的宽度大于等于片状样品的宽度，配合样品固定夹116进一步确保了实验过程中样品的稳定性，提高了实验结果的准确度。

本发明由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为：本发明提供的用于流体岩石相互作用试验的方法通过对片状样品的双面抛光处理、phreeqc数值模拟计算和背散射扫描电镜观察及能谱分析，较完善的开展了流体岩石相互作用实验和测试结果的分析，实验准确率高、能有效避免测试结果被污染、并且能广泛适用于模拟地质实际条件下实验，具有很高的实用性。

上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。